python之单链表与单向循环链表的封装
链表(Linked List)是一种常见的基础数据结构，是一只种类线性表，但是不像顺序表一样连续存储数据，而是在每一个节点(数据存储单元)里存放下一个节点的位置信息(即地址)。
那么什么是单链表呢？
单向链表也叫单链表，每个节点包含两个域，一个信息域（元素域）和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点，而最后一个节点的链接域则指向一个空值。
表元素域elem用来存放具体的数据。
链接域next用来存放下一个节点的位置（python中的标识）
变量p指向链表的头节点（首节点）的位置，从p出发能找到表中的任意节点。
下面封装一个单链表，使它拥有最基本的功能。
具体实现代码和效果如下：
"""
Date: 2019--06 16:11
User: yz
Email: [email protected]
Desc:
"""
class Node(object):
def __init__(self, element):
self.element = element
self.next = None
class SingleLink(object):
def __init__(self):
self.head = None
def is_empty(self):
return self.head == None
def __len__(self):
if self.is_empty():
return 0
else:
cur = self.head
length = 0
while cur != None:
length += 1
cur = cur.next
return length
def trvel(self):
if not self.is_empty():
cur = self.head
while cur.next != None:
print(cur.element, end=' ')
cur = cur.next
print(cur.element)
else:
print("空链表")
def append(self, item):
node = Node(item)
if self.is_empty():
self.head = node
else:
cur = self.head
while cur.next != None:
cur = cur.next
cur.next = node
def add(self, item):
node = Node(item)
node.next = self.head
self.head = node
def insert(self, index, item):
if index <= 0:
self.add(item)
elif index >= len(self):
self.append(item)
else:
node = Node(item)
count = 0
cur = self.head
while count < index - 1:
count += 1
cur = cur.next
node.next = cur.next
cur.next = node
def remove(self, item):
cur = self.head
pre = None
while cur != None:
# 找到了指定元素
if cur.element == item:
# 如果第一个就是删除的节点
if not pre:
# 将头指针指向头节点的下一个节点
self.head = cur.next
else:
# 将删除位置前一个节点的next指向删除位置的后一个节点
pre.next = cur.next
break
else:
pre = cur
cur = cur.next
def search(self, item):
"""链表查找节点是否存在，并返回True或者False"""
cur = self.head
while cur != None:
if cur.element == item:
return True
cur = cur.next
return False
if __name__ == '__main__':
link = SingleLink()
print("链表长度：", len(link))
link.trvel()
print("链表是否为空？", link.is_empty())
print("添加元素：")
link.append(8)
link.append(4)
#链表头部添加
link.add(6)
#链表指定位置添加
link.insert(1, 'good')
print("链表长度：", len(link))
# 编历列表
link.trvel()
#删除4这个元素
link.remove(4)
#查找6这个元素是否存在链表里
print(link.search(6))
link.trvel()
这样我们的单链表就封装好了。也拥有了单链表的基本功能。
单链表的一个变形是单向循环链表，链表中最后一个节点的next域不再为None，而是指向链表的头节点。
接着我们把这个代码改进一下，让它成为一个单向循环链表。
具体代码实现如下：
"""
Date: 2019--06 16:11
User: yz
Email: [email protected]
Desc:
"""
class Node(object):
"""节点"""
def __init__(self, element):
self.element = element
self.next = None
class SinCycLinkedlist(object):
"""单向循环链表"""
def __init__(self, node=None):
self.head = node
if node:
node.next = node
def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self.head == None
def length(self):
"""返回链表的长度"""
# 如果链表为空，返回长度0
if self.is_empty():
return 0
count = 1
cur = self.head
while cur.next != self.head:
count += 1
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍历链表"""
if not self.is_empty():
cur = self.head
print(cur.element, end=' ')
while cur.next != self.head:
cur = cur.next
print(cur.element, end=' ')
print()
else:
print('链表为空')
def add(self, item):
"""头部添加节点"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
self.head = node
node.next = node
else:
cur = self.head
while cur.next != self.head:
cur = cur.next
node.next = self.head
self.head = node
cur.next = node
def append(self, item):
"""尾部添加节点"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
self.head = node
node.next = self.head
else:
# 移到链表尾部
cur = self.head
while cur.next != self.head:
cur = cur.next
# 将尾节点指向node
cur.next = node
# 将node指向头节点head
node.next = self.head
def insert(self, index, item):
"""在指定位置添加节点"""
if index <= 0:
self.add(item)
elif index > (self.length() - 1):
self.append(item)
else:
node = Node(item)
cur = self.head
count = 0
# 移动到指定位置的前一个位置
while count < (index - 1):
count += 1
cur = cur.next
node.next = cur.next
cur.next = node
def remove(self, item):
"""删除一个节点"""
# 若链表为空，则直接返回
if self.is_empty():
return
# 将cur指向头节点
cur = self.head
pre = None
# 若头节点的元素就是要查找的元素item
if cur.element == item:
# 如果链表不止一个节点
if cur.next != self.head:
# 先找到尾节点，将尾节点的next指向第二个节点
while cur.next != self.head:
cur = cur.next
cur.next = self.head.next
self.head = self.head.next
else:
# 链表只有一个节点
self.head = None
else:
pre = self.head
# 第一个节点不是要删除的
while cur.next != self.head:
# 找到了要删除的元素
if cur.element == item:
pre.next = cur.next
return
else:
pre = cur
cur = cur.next
if cur.element == item:
# 尾部删除
pre.next = cur.next
def search(self, item):
"""查找节点是否存在"""
if self.is_empty():
return False
cur = self.head
if cur.element == item:
return True
while cur.next != self.head:
cur = cur.next
if cur.element == item:
return True
return False
if __name__ == "__main__":
link = SinCycLinkedlist()
link.add(7)
link.add(9)
link.append(8)
link.insert(2, 3)
link.insert(4, 5)
link.insert(0, 6)
print("长度:", link.length())
link.travel()
print(link.search(3))
print(link.search(4))
link.remove(7)
print("长度:", link.length())
link.travel()
这样单向循环链表就做好了。